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Cockpit d'aéronef à plancher de marche abaissé
L'invention concerne un cockpit d'aéronef et une pointe avant
d'aéronef intégrant un tel cockpit.
La figure 1 illustre une pointe avant d'un aéronef 10 selon l'art
antérieur qui comprend une structure primaire de fuselage 12.
Cette structure primaire 12 comprend notamment une pluralité de
cadres de fuselage 14 disposés parallèlement les uns aux autres le long de
l'axe longitudinal X de la pointe avant. Seule la partie supérieure des cadres
de fuselage 14 a été représentée par souci de clarté.
La structure 12 comprend également une case 18 de rangement du
train d'atterrissage avant (non représenté) de l'aéronef.
La structure primaire de fuselage 12 définit un espace interne à la
structure qui est à aménager.
Plus particulièrement, un plancher de cabine 20 s'étend
longitudinalement depuis l'extrémité arrière 10a de la pointe avant jusqu'à
une zone de radôme 22 située à l'extrémité avant 10b de la pointe.
Le plancher 20 sépare l'espace interne à aménager en un espace
supérieur et un espace inférieur.
Une zone dédiée au cockpit 24 est à aménager dans l'espace supérieur
à l'aplomb de la case de train 18.
Une zone dédiée à une soute avionique 26 est à aménager dans
l'espace inférieur. Cette zone comprend une zone dite avant 26a incluant la
case de train 18 (sous la zone de cockpit 24) et une zone dite arrière 26b
située en partie sous la zone de cockpit 24 et sous le plancher 20 de l'espace
supérieur 28 dédié à une cabine de passagers.
Dans la zone 26a l'espace laissé libre autour de la case de train 18
présente une forme évolutive aussi bien longitudinalement (figure 1) que
transversalement comme représenté dans la section transversale de la figure
2. L'accès à cet espace libre exigu est relativement difficile.
L'intégration de meubles avioniques, systèmes et équipements
électriques et/ou électroniques dans une telle zone s'avère donc longue et
fastidieuse.
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L'invention a ainsi pour objet un cockpit d'aéronef, caractérisé en ce
qu'il comprend un plancher de marche et au moins une marche qui s'étend en
montant à partir du plancher de marche.
Le plancher de marche est ainsi abaissé par rapport à un plancher de
marche de cockpit conventionnel et par rapport au plancher de cabine situé en
arrière du cockpit selon l'axe longitudinal de l'aéronef. La marche ou les
marches d'un escalier permettent d'accéder au cockpit depuis la cabine ou de
sortir du cockpit. Cette cabine est généralement la cabine qui est située dans
le prolongement du cockpit suivant l'axe longitudinal de l'aéronef. Il s'agit
généralement d'une cabine dédiée aux passagers dans les aéronefs
commerciaux.
Cet agencement agrandit le volume interne du cockpit par rapport au
volume de l'art antérieur.
Il est ainsi possible d'intégrer à l'intérieur du cockpit des meubles,
équipements et systèmes (électriques et/ou électroniques, d'air...) qui
étaient
auparavant logés autour de la case de train dans une zone difficile d'accès et
nécessitaient de nombreuses connexions entre le cockpit et cette zone. Les
liens mécaniques et électriques entre le cockpit et la zone inférieure située
sous le cockpit sont donc considérablement réduits et simplifiés. Le cockpit
possède ainsi un meilleur coefficient d'intégration.
En augmentant la taille du volume dédié au cockpit, on réduit de ce
fait le volume difficilement aménageable situé sous le cockpit.
L'accessibilité aux équipements intégrés dans le volume agrandi du
cockpit est bien meilleure que lorsqu'ils étaient agencés dans des endroits
exigus comme, par exemple, dans les espaces latéraux situés entre les flancs
latéraux de la case de train et la peau ou les cadres de fuselage.
La conception d'un tel cockpit intégrant notamment un plancher de
marche et au moins une marche d'accès au cockpit (et de sortie du cockpit)
facilite son installation dans une structure primaire de fuselage.
Selon une caractéristique possible, le cockpit est réalisé sous la forme
d'un module de cockpit d'aéronef qui est destiné à être intégré en une seule
opération dans une structure primaire de fuselage d'une pointe avant
d'aéronef.
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L'intégration du module de cockpit en une seule opération facilite
considérablement les tâches d'intégration d'une pointe avant d'aéronef sur la
chaîne d'assemblage final et notamment réduit le nombre de tâches. Le temps
d'intégration sur la chaîne d'assemblage est ainsi fortement réduit.
Selon une caractéristique possible, le module comprend plusieurs
éléments fixés les uns aux autres de manière à former un ensemble qui est
apte à être déplacé de manière unitaire.
Ainsi, le module de cockpit est formé par un ensemble d'éléments
(meubles, équipements électriques et/ou électroniques, éléments
d'interconnexion entre ces équipements, d'éléments de systèmes de
ventilation ...) liés ou assemblés entre eux de manière à conférer à cet
ensemble une cohésion mécanique lui permettant d'être manipulé comme un
objet ou une entité unique.
Ces différents éléments sont agencés dans une configuration
prédéterminée figée qui est celle qu'ils auront lorsque le module pré-équipé
sera intégré dans une structure primaire d'aéronef.
Ainsi, une fois le module intégré dans la structure, il ne restera qu'à
connecter certains équipements et éléments de systèmes ensemble et aux
systèmes assujettis à la structure et à ajouter quelques équipements de type
calculateurs dans le module.
Selon une caractéristique possible, le plancher de marche n'intègre pas
de fonction de tenue à la pression. Cette disposition est contraire à celles
des
cockpits conventionnels. En effet, ces derniers reposent sur un plancher doté
d'une partie structurelle reliée à la structure primaire de fuselage en vue de
reprendre des efforts qui tendent à déformer la structure lors de la
pressurisation.
Le plancher (qui est donc moins épais qu'auparavant) intégré au
cockpit (sous forme de module ou non) n'est qu'un plancher de marche pour
l'équipage et il ne sert notamment plus d'appui aux différents meubles,
équipements électriques et/ou électroniques, éléments de systèmes de
ventilation et autres éléments (sièges pilote...) qui, ici, composent le
cockpit.
La fonction de reprise structurale des efforts au niveau des cadres du
fuselage est alors assurée par des éléments de reprise d'efforts indépendants
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situés sous le cockpit (sous forme de module ou non).
Selon d'autres caractéristiques possibles prises isolément ou en
combinaison l'une avec l'autre :
- ladite au moins une marche et le plancher de marche définissent un
couloir central d'accès au cockpit ;
- l'escalier est monté de manière escamotable ;
- l'escalier est encadré latéralement par des panneaux de
surpression ; les faces verticales de l'escalier comportent par
exemple également des panneaux de surpression ;
- le plancher de marche est constitué de panneaux en matériau
composite assemblés les uns avec les autres de façon démontable ;
- le module de cockpit intègre plusieurs meubles accueillant des
équipements électriques et/ou électroniques ;
- le module de cockpit comprend deux sous-modules disposés de
part et d'autre de ladite au moins une marche et du plancher de
marche ;
- chaque sous-module comprend au moins un meuble électrique
et/ou électronique accueillant des équipements électriques et/ou
électroniques ;
- ledit au moins un meuble comporte une pluralité d'étagères
disposées à des altitudes différentes et accueillant chacune des
équipements électriques et/ou électroniques, l'une des étagères
dite basse étant disposée à l'altitude la plus faible, l'étagère basse
comportant une face supérieure destinée à recevoir dessus des
équipements et une face inférieure comprenant des organes de
suspension destinés à suspendre par le haut d'autres équipements ;
- l'étagère basse s'étend horizontalement le long du plancher de
marche de façon à conférer audit au moins un meuble une forme
générale en L ;
- les deux sous-modules comportent chacun un meuble à étagères
disposé sur un des côtés de l'escalier de manière à encadrer ledit
escalier ;
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- le module de cockpit comporte des éléments de fixation allongés
qui sont destinés à fixer chaque sous-module à la structure
primaire de fuselage ;
- chaque sous-module intègre des éléments qui sont conçus pour
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aptes à assurer une fonction de reprise structurale des efforts
appliqués au sous-module ;
- le module de cockpit comporte une cloison de séparation qui
intègre une porte sécurisée d'accès audit module ;
- la cloison de séparation est fixée aux deux sous-modules ; cet
agencement rigidifie l'ensemble du module, facilitant ainsi son
maintien lors de la phase de manutention ;
- la cloison de séparation comprend, de part et d'autre de la porte
sécurisée, des panneaux qui sont assemblés les uns avec les autres
par l'intermédiaire d'éléments d'assemblage allongés intégrant une
fonction de reprise structurale des efforts appliqués à chaque sous-
module ;
L'invention a également pour objet une pointe avant d'aéronef
comprenant une structure primaire de fuselage, caractérisée en ce que la
pointe avant d'aéronef comprend un cockpit d'aéronef tel que mentionné ci-
dessus, un plancher de cabine disposé en arrière du cockpit suivant l'axe
longitudinal de la pointe avant, le plancher de marche du cockpit étant situé
à
une altitude inférieure à celle du plancher de cabine. Ladite au moins une
marche s'étend ainsi en montant vers le plancher de cabine. Cette cabine est
généralement la cabine qui est située dans le prolongement du cockpit suivant
l'axe longitudinal de la pointe avant. Il s'agit généralement d'une cabine
dédiée aux passagers dans les aéronefs commerciaux.
Selon d'autres = caractéristiques possibles prises isolément ou en
combinaison l'une avec l'autre :
- la structure primaire de fuselage comprenant une pluralité de
cadres de fuselage disposés parallèlement les uns aux autres
suivant l'axe longitudinal de la pointe avant, la pointe avant
comprend en-dessous du cockpit :
une case de rangement d'un train d'atterrissage, et
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pour plusieurs cadres de fuselage, un ou plusieurs éléments de
liaison aptes à travailler en traction et qui s'étendent
transversalement entre deux points opposés d'un même cadre de
fuselage ;
- la case de rangement de train d'atterrissage comporte une pluralité
de portiques de renforcement disposés autour de celle-ci et chacun
dans une même section transversale qu'un cadre de fuselage, des
éléments de liaison aptes à travailler en traction s'étendant de part
et d'autre d'un portique de renforcement dans l'alignement dudit
portique et ce, pour une pluralité de portiques de renforcement
disposés respectivement dans les mêmes sections transversales
que la pluralité de cadres de fuselage concernés ;
- alternativement, les éléments de liaison aptes à travailler en
traction s'étendent sans interruption au-dessus de la case de
rangement de train d'atterrissage.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront dans
la description qui va suivre, faite à titre d'exemple illustratif et non
limitatif, en
référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 (déjà décrite) est une vue schématique générale en
section longitudinale d'une pointe avant d'aéronef selon l'art
antérieur,
- la figure 2 (déjà décrite) est une vue schématique générale en
section transversale de la pointe avant de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue générale en perspective d'un module de
cockpit selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 4 est une vue générale en perspective du module de
cockpit de la figure 3 ;
- la figure 5 est une vue schématique en section longitudinale d'une
pointe avant d'aéronef intégrant le module de cockpit des figures 3
et 4 ;
- la figure 6 est une vue schématique en section transversale de la
pointe avant d'aéronef de la figure 5 ;
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- les figures 7a et 7b sont des vues générales schématiques de la
portion de cloison d'extrémité 96 de la figure 4;
- la figure 8 est une vue générale schématique du meuble 68 de la
figure 4 ;
- la figure 9 est une vue générale schématique représentant les
éléments de liaison mécanique intégrés aux montants structuraux
des meubles 68 et 70 des figures 3 et 4 ;
- la figure 10a est une vue détaillée agrandie en section
longitudinale
de la pointe avant d'aéronef de la figure 5 ;
- la figure 10b est une vue partielle agrandie de l'étagère basse E6
du meuble 66 de la figure 10a ;
- la figure 11 est une vue générale agrandie montrant la
cinématique
d'intégration du module de cockpit dans la pointe avant de la figure
5;
- la figure 12 est une vue schématique en section transversale d'une
variante de réalisation de la pointe avant d'aéronef de la figure 6 ;
- la figure 13 est une vue schématique en section longitudinale
d'une
pointe avant d'aéronef comprenant un cockpit selon un deuxième
mode de réalisation de l'invention.
Comme représenté à la figure 3 et désigné par la référence générale
notée 50, un cockpit d'aéronef prend la forme d'un module de cockpit. Le
module comprend une structure de cockpit qui comporte plusieurs pièces ou
éléments fixés/assemblés les uns aux autres de manière à constituer un
ensemble (objet ou entité physique) qui est apte à être déplacé de manière
unitaire et non pièce/élément par pièce/élément.
Les éléments assemblés les uns contre les autres assurent la cohésion
mécanique de l'ensemble.
Les éléments constitutifs du module comprennent des meubles qui
accueillent des équipements électriques et/ou électroniques, des éléments de
connexion électrique (connecteurs...), des éléments de liaison électrique
(câbles...), des éléments de système de ventilation tels que des conduits
d'aération, des vannes,..., des sièges pour les pilotes, des planchers de
bord....
Tous ces éléments intégrés au module lors de sa construction (hors
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=
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chaîne d'assemblage d'aéronef) forment ainsi un module de cockpit pré-équipé
qui comporte en lui-même la plupart des systèmes conférant les
fonctionnalités du cockpit. Un tel module simplifie considérablement
l'intégration de la pointe avant d'un aéronef et réduit de façon importante le
temps d'intégration de cette pointe avant puisque la majeure partie des tâches
de fabrication du cockpit ont été réalisées avant.
Le module 50 de la figure 3 comprend deux sous-modules 60 et 60' qui
sont disposés de façon symétrique de part et d'autre d'un plan médian vertical
longitudinal P, également identifié dans le repère géométrique OXYZ par le
plan XOZ.
L'axe X est l'axe longitudinal du module 50 qui, lorsque celui est
installé dans un aéronef, est confondu avec l'axe longitudinal du fuselage de
l'aéronef.
L'axe Y est l'axe transversal suivant lequel le module 50 s'étend dans
sa largeur (section transversale du fuselage de l'aéronef).
L'axe Z est l'axe vertical suivant lequel le module 50 s'étend dans sa
hauteur.
Les deux sous-modules 60, 60' sont séparés l'un de l'autre par un
plancher de marche 80 qui s'étend longitudinalement selon l'axe X et par un
escalier montant 82 aligné avec le plancher.
Le module 50 présente deux extrémités opposées, à savoir une
extrémité avant 50a, destinée à être positionnée à l'extrémité avant d'une
pointe avant d'aéronef, et une extrémité arrière 50b, située en retrait dans
la
pointe avant par rapport à son extrémité avant.
L'escalier 82 est agencé à l'extrémité arrière 50b du module et permet
l'accès au module ainsi que la sortie dudit module. A titre de variante,
l'escalier peut être composé d'une seule marche ou de plus de deux marches
selon la géométrie de l'aéronef et les besoins.
En outre, l'escalier peut être monté entre les deux sous-modules de
manière escamotable entre une position déployée (figure 3) et une position
escamotée (par exemple relevée vers l'arrière du module suivant la flèche E)
qui permet d'accéder à la zone située sous le module et en arrière de celui-
ci.
L'escalier 82 et le plancher de marche 80 définissent un couloir central
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d'accès aux éléments de la structure de cockpit.
Le plancher de marche 80 est formé de plusieurs panneaux de type
composite qui sont assemblés les uns aux autres de manière démontable.
Plus particulièrement, chaque module 60, 60' comprend un ensemble
de meubles agencés et fixés les uns contre les autres. Les meubles sont plus
particulièrement disposés vers l'arrière de la structure de cockpit et sur les
côtés.
Le sous-module 60 (la description du sous-module symétrique 60' est
identique et les éléments identiques portent les mêmes références
accompagnées du signe ' ) comprend :
- un premier meuble à étagères 66 disposé à l'arrière du sous-
module et qui s'étend principalement en hauteur (axe Z) suivant la
quasi-totalité de l'espace vertical disponible (figure 5) dans la zone
de la pointe avant d'aéronef où le module va être installé (ce
meuble sera plus particulièrement décrit en références aux figures
10a et 10b) ; ce meuble est disposé de façon adjacente à l'escalier
82 de façon à ce que les deux modules 66 et 66' encadrent
latéralement l'escalier ; on notera que ce meuble comprend, dans
sa partie orientée vers l'escalier 82, un compartiment qui s'ouvre
en direction de l'escalier et qui joue par exemple le rôle d'un
vestiaire ;
- un deuxième meuble 68 qui est fixé contre une partie de l'un des
montants (structuraux) transversaux verticaux du premier meuble
66 et qui s'étend transversalement vers l'extérieur du sous-module
en éloignement du premier meuble et du plancher de marche 80 ;
- un troisième meuble 70 qui est adossé au premier meuble 66 et
accolé au deuxième meuble 68 ; le troisième meuble 70 s'étend
longitudinalement (axe X) vers l'avant du module et présente une
forme générale en coin ;
- un quatrième meuble latéral 72, également appelé banquette
latérale, est fixé à sa base contre un montant transversal vertical
du deuxième meuble 68 et contre un montant latéral longitudinal
du troisième meuble 70 et s'étend longitudinalement vers l'avant
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du module.
Le sous-module 60 comprend également un siège pilote 74 disposé
dans l'alignement des meubles 66 et 70.
Des panneaux d'habillage sont prévus sur tous les meubles du sous-
5 module. Des panneaux d'habillage sont également prévus pour constituer un
panneau supérieur 62 horizontal agencé dans l'alignement des meubles 66 et
70 et un panneau longitudinal vertical 64 qui court le long de l'escalier et
du
plancher de marche.
On notera que la portion du panneau 64 qui est contre l'escalier 82 (et
10 son homologue 64' du sous-module opposé) peut constituer un panneau de
surpression. Un tel panneau favorise l'équilibrage des pressions de part et
d'autre du panneau en cas de décompression explosive.
Un panneau d'habillage 65 est placé dans le prolongement longitudinal
du plancher de marche 80. Il est constitué d'un demi-panneau s'étendant en
oblique vers le haut à partir du plancher et d'un demi-panneau supérieur
horizontal s'étendant vers l'avant du module.
Deux panneaux d'appui D1 et D2 sont disposés dans l'alignement des
panneaux 62 et 62' et constituent des panneaux d'appui des pieds des pilotes
de la zone dite de palonnier.
La figure 4 représente le module de cockpit 50 en perspective arrière.
Le module intègre également une cloison verticale 90 (non représentée
sur la figure 3 par souci de clarté) qui s'étend transversalement suivant
toute
la largeur en dimension transversale (axe Y) du module.
Cette cloison est fixée aux deux sous-modules 60, 60', ce qui contribue
à rigidifier la structure mécanique ou ossature du module.
La cloison 90 est formée par l'assemblage de plusieurs portions de
cloison qui s'étendent dans une section transversale (plan YOZ), de part et
d'autre d'une porte sécurisée 92 d'accès au module.
La porte 92 est entourée par un encadrement de porte 94.
De chaque côté de l'encadrement 94 la cloison comprend :
- une première portion de cloison d'extrémité 96, 96' et
- une deuxième portion de cloison intermédiaire 98, 98' interposée
entre la portion de cloison 96, 96' et l'un des montants verticaux de
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l'encadrement 94.
La deuxième portion de cloison 98 (resp.98') est fixée au premier
meuble 66 (resp.66') du sous-module 60 (resp. 60') par exemple par vissage.
La description qui suit fait référence à des figures montrant le module
de cockpit dans son environnement d'utilisation, après intégration dans une
structure primaire de fuselage d'une pointe avant d'aéronef.
Le procédé d'intégration sera, quant à lui, décrit ultérieurement en
référence à la figure 11.
La figure 5 est une vue schématique en section longitudinale du
module de cockpit 50 des figures 3 et 4 implanté dans une pointe avant
d'aéronef 100.
La pointe avant 100 comprend une structure primaire 102 qui
comprend notamment :
- une pluralité de cadres de fuselage 104 parallèles entre eux et qui
sont disposés longitudinalement le long de la pointe avant, suivant
l'axe longitudinal X de la pointe avant (les cadres ont été
partiellement représentés et en pointillés par souci de clarté),
- une case 106 de rangement d'un train d'atterrissage avant (non
représenté) de l'aéronef.
La pointe avant 100 comporte, d'une part, une extrémité avant 100a
où est logée une zone de radôme 108 délimitée par une cloison de radôme
110 et, d'autre part, une extrémité arrière ouverte 100b.
La pointe avant 100 comprend également un plancher de cabine 112
(ex : plancher de la cabine passagers) qui s'étend jusqu'à la cloison 90 du
module de cockpit 50, là où est agencé l'escalier 82.
Comme représenté sur la figure 5, le plancher de marche 80 est
abaissé par rapport au plancher de cabine 112 de l'espace cabine 114.
L'escalier 82 permet de se déplacer de l'altitude supérieure du plancher
cabine
112 à l'altitude inférieure du plancher de cockpit 80 et inversement.
L'abaissement du plancher de marche 80 par rapport à un plancher de
cockpit conventionnel (figures 1 et 2) augmente le volume interne du cockpit.
Le module de cockpit 50 occupe donc un volume supérieur à celui de la
zone 24 dédiée au cockpit sur les figures 1 et 2.
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Il est ainsi possible d'intégrer davantage d'éléments dans le module de
cockpit que dans un cockpit conventionnel et, notamment, des équipements
électriques et/ou électroniques qui, auparavant, étaient disposés sous le
cockpit, dans la zone 26a difficile d'accès. On s'affranchit ainsi, ou en tout
cas
on limite, des difficultés d'intégration des équipements sous le cockpit.
L'intégration dans le module de cockpit de tels équipements réduit et
simplifie considérablement les liens mécaniques, électriques et de ventilation
entre le module de cockpit et la zone sous-jacente et donc les tâches de mise
en place de ces liens.
La flèche 51 indique la possibilité de déplacement, parallèlement au
pare-brise du cockpit et vers l'avant, de différents éléments du module de
cockpit tels que les sièges pilotes 74, 74'. Cette possibilité est offerte par
l'abaissement du plancher et le gain de volume en hauteur dans le module.
On notera que l'abaissement du plancher de marche du module de
cockpit est rendu possible par exemple grâce au profil général en marche
d'escalier du toit 106a de la case de train 106.
Le toit 106a comprend une paroi inférieure horizontale 106a1 et une
paroi supérieure horizontale 106a2, séparées l'une de l'autre par une paroi
inclinée 106a3 formant une contre marche.
Cette forme du toit de case 106a est conçue pour épouser au plus près
la forme du train d'atterrissage avant (non représenté) qui est en position
repliée dans la case de train 106.
On notera que le plancher de marche 82 peut être abaissé en
coopération avec d'autres formes de case de train non illustrées.
La figure 6 illustre une vue en section transversale de la pointe avant
100 de la figure 5. Sur les figures 5 et 6 des portiques 120 de renforcement
(en forme générale de U inversé) de la case de train sont représentés montés
autour de cette case, sur ses flancs latéraux et sur son toit 106a.
Chacun de ces portiques 120 est raccordé dans sa partie basse au
cadre de fuselage 104 qui est agencé dans la même section transversale que
le portique, comme illustré sur la figure 6.
Deux éléments de liaison mécanique 122 et 124 transversaux
horizontaux, tels que des bielles, sont fixés chacun par une extrémité à une
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portion du cadre 104 et, par leur extrémité opposée, à la portion horizontale
120a du portique de renforcement 120.
Ces éléments alignés 122, 120a et 124 sont conçus pour travailler en
traction. L'élément 120a peut travailler également en flexion car il prend les
charges des panneaux pressurisés du toit de la case de train. Toutefois, les
éléments 122, 124 ne travaillent pas en flexion. Cet agencement est réalisé
avec chaque portique de renforcement et le cadre qui est situé dans sa section
transversale.
Cette liaison mécanique entre la case de train 106 et des cadres de
fuselage 104 permet d'assurer la fonction de reprise des efforts mécaniques
exercés sur les cadres sous l'effet de la pressurisation.
Cette fonction de reprise d'efforts était assurée dans l'art antérieur par
la partie structurale du plancher du cockpit (traverses...).
L'intégration de cette fonction dans la case de train 106 permet de
simplifier le plancher du cockpit en réduisant le plancher dans le module de
cockpit 50 à un seul plancher de marche 80. Le plancher de marche 80
n'intègre donc plus de fonction de tenue à la pression comme dans l'art
antérieur.
De ce fait, l'épaisseur du plancher de cockpit est réduite.
On notera que le plancher de marche 80 ne sert plus de support aux
meubles, équipements et systèmes divers du cockpit.
On va maintenant décrire des éléments de fixation du cockpit à la
structure primaire de fuselage (cadres, case de train).
Le module de cockpit 50 intègre des éléments allongés qui sont
conçus pour être aptes à assurer une fonction de reprise structurale des
efforts appliqués à chaque sous-module.
Ainsi, chaque portion de cloison d'extrémité 96, 96' comprend
plusieurs panneaux 96a, 96b, 96c, 96a', 96b', 96c' assemblés verticalement
l'un à l'autre par de tels éléments de fixation allongés.
Comme représenté sur les figures 7a et 7b pour la portion de cloison
96, deux panneaux consécutifs sont montés l'un avec l'autre grâce à un
élément allongé tel qu'un profilé.
Ainsi, les trois éléments ou profilés 98a, 98b, 98c servent d'appui aux
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panneaux 96a, 96b, 96c et également de bielles d'attache du sous-module 60
sur le cadre 104 de la structure primaire de fuselage (fig.6).
Cette portion de cloison intègre en partie la fonction de reprise
structurale du sous-module.
Comme représenté sur la figure 6, chacun des meubles 66, 66' des
deux sous-modules est monté, dans sa partie inférieure, sur des portiques de
renforcement 120 de la case de train par l'intermédiaire d'éléments de
fixation
tels que des bielles 130, 132.
Le meuble 68 des figures 3 et 4 est représenté schématiquement en
vue arrière sur la figure 8. La face arrière visible du meuble est celle qui
apparait sur la figure 4 et qui est munie d'une pluralité d'éléments allongés
de
tenue mécanique.
Plus particulièrement, ces éléments sont de deux types :
- d'une part, d'un premier type qui assure une fonction de
raidissement du fond du meuble : profilés R,
- et, d'autre part, d'un second type qui assure une fonction de
raidissement du fond du meuble et qui joue également le rôle de
bielles d'attache du sous-module 60 sur des cadres 104 de la
structure primaire de fuselage : profilés 68a, 68b, 68c.
Le meuble 68 intègre ainsi également en partie la fonction de reprise
structurale du sous-module. La structure de renforcement du meuble 68' est
identique.
On notera que les éléments allongés de reprise structurale incorporés
au meuble 68 (resp. 68') et à la portion de cloison d'extrémité 96 (resp. 96')
sont disposés horizontalement dans des sections transversales parallèles et
qui correspondent à celles de cadres de fuselage.
La figure 9 représente de façon très schématique les montants
structuraux des meubles 68 et 70 du sous-module 60. La structure du sous-
module 60' est identique ainsi que la description qui suit.
Le premier meuble à étagères 68 comprend deux montants
structuraux verticaux 68a, 68b disposés transversalement (axe Y) dans la
même section transversale qu'un cadre de fuselage. Les étagères positionnées
horizontalement entre ces montants n'ont pas été représentées par souci de
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clarté.
Les éléments de tenue mécanique 98a-c de la portion de cloison
d'extrémité 96 (figures 6 et 7a-b) prennent appui sur l'un des deux bords
(tranches) opposés du montant 66b, tandis que les éléments de tenue
5 mécanique 68a-c du meuble 68 (figure 8) prennent appui sur l'un des deux
bords (tranches) opposés du montant 66a.
La bielle de fixation 132 de la figure 6 est fixée au montant 66a sous
celui-ci, tandis qu'une deuxième bielle de fixation 134 (figure 9) est fixée
sous
le montant 66b.
10 Cette deuxième bielle est montée à son extrémité opposée sur un
portique de renforcement 120 de la case de train, tout comme la première
bielle 132 de la figure 6.
Le meuble 70, comporte quant à lui, un montant structural vertical 70a
disposé transversalement et une plaque support 70b formant étagère et
15 reliant le montant 70 au montant 66a du meuble 68 adjacent.
Le meuble 70 comporte également un ensemble d'éléments allongés
de tenue mécanique qui complètent son ossature, tels que des bielles.
Plus' particulièrement, deux éléments parallèles entre eux 70c, 70d
sont agencés en oblique entre les deux montants structuraux 70a et 66a des
deux meubles de manière à former un triangle indéformable avec la plaque
70b et le montant 66a.
Deux éléments parallèles entre eux, 70e et 70f, sont fixés à la partie
supérieure du montant 70a et s'étendent horizontalement vers l'avant (axe X)
en éloignement du montant 70a.
Deux autres éléments parallèles entre eux, 70g et 70h, sont fixés à la
partie inférieure du montant 70a et s'étendent en oblique vers l'avant et vers
le haut (plan XOZ), en éloignement du montant 70a de manière à rejoindre les
extrémités libres des éléments 70e, 70f. L'agencement des quatre éléments de
fixation 70e-h reproduit une forme triangulaire (triangle indéformable).
Ces quatre éléments de fixation sont destinés à être attachés à des
éléments de fixation transversaux tels que les bielles 124 placées dans
l'alignement des portiques de renforcement 120 (figure 6).
Une troisième bielle de fixation 136 identique à la première bielle 132
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est fixée par une extrémité sous le montant 70a et, par son extrémité
opposée, sur un portique de renforcement de la case de train.
Les figures 10a et 10b illustrent des aspects particuliers du meuble à
étagères 66.Ces aspects sont identiques pour le meuble symétrique 66' qui
comporte par exemple des équipements et systèmes électriques et/ou
électroniques redondants.
Comme représenté sur la figure 10a, le meuble comprend 66 entre ses
deux montants structuraux verticaux 66a, 66b plusieurs étagères El à E5
disposées les unes au-dessus des autres de manière à constituer des
logements par exemple de taille identique.
Ces logements sont conçus pour recevoir des équipements et systèmes
électriques et/ou électroniques, par exemple introduits par coulissement dans
des glissières aménagées transversalement (axe Y) sur la face supérieure des
étagères (glissière 156 sur la vue agrandie partielle de la figure 10b).
Le meuble 66 de la figure 10a est muni (pré-équipé) de tels
équipements et systèmes 150 avant sa mise en place à l'intérieur de l'aéronef.
On notera que le meuble 70 permet lui aussi de ranger ce type
d'équipements dans le logement aménagé sous la plaque support 70b, entre
les deux montants verticaux 66a et 70a.
Le meuble 66 comporte également, disposée à une altitude inférieure à
celle des étagères El à E5, une étagère basse E6 qui est en partie agencée
sous l'étagère E5 et s'étend horizontalement dans le plan XOY, vers
l'extrémité
avant du module. L'étagère basse E6 s'étend sous le meuble 70 et en partie
sous le siège 74, conférant ainsi au meuble une forme générale de L.
Cette étagère E6 est plus épaisse que les autres étagères car sa
résistance mécanique doit lui permettre de recevoir et de supporter des
équipements, sur sa face supérieure E6a, et d'accrocher (et donc de
supporter) d'autres équipements par sa face inférieure opposée E6b (fig. 10b).
Pour ce faire, des organes de suspension 152 tels que des profilés
semi-ouverts sont fixés à la face inférieure E6b et s'étendent
transversalement
(axe Y) sous l'étagère. Ces organes agissent comme des glissières munies
d'un retour et permettent d'y faire coulisser une partie formant rebord d'un
équipement électrique et/ou électronique 154 afin de fixer cet équipement
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sous l'étagère de manière suspendue. On notera que la fonction de retenue
mécanique du profilé semi-ouvert 152 sécurise la mise en place de
l'équipement 154 lors de sa cinématique d'implantation.
Les équipements 154 destinés à être suspendus au meuble 66 ne sont
pas montés sur le meuble avant son installation dans l'aéronef comme c'est le
cas pour la majorité des équipements.
En effet, comme représenté sur la figure 10a, lorsque les équipements
154 sont suspendus il ne reste que très peu d'espace disponible entre ceux-ci
et les portiques de renforcement sous-jacents 120.
Pour l'installation du module de cockpit dans l'aéronef il est utile de
disposer d'espace, notamment sous le module, pour permettre son
positionnement et sa fixation à la structure primaire de fuselage (cadres de
fuselage, portiques de la case de train...).
Aussi, afin de gagner le jeu de montage vertical 3 (représenté par la
double flèche) sur la figure 10b, il est prévu dans le présent mode de
réalisation de ne pas pré-monter les équipements suspendus 154 dans le
module avant sa mise en place dans l'aéronef.
Par contre, les équipements 150 peuvent être montés dans les
glissières supérieures 156 avant la mise en place du module.
Les sièges 74 et 74' des deux sous-modules (figure 3) sont montés
chacun sur une colonne de montage qui reprend les efforts auxquels est
soumis le siège.
Cette colonne 160 est représentée sur la figure 10a. Elle s'étend à
travers le meuble en coin 70 par l'intermédiaire d'une traversée aménagée
dans la paroi oblique de la figure 3. La colonne s'étend verticalement
jusqu'au
toit de la case de train sur lequel elle y est verrouillée via une
articulation
(chape et axe) non représentée sur la figure 10a.
Les différents meubles des deux sous-modules contiennent l'ensemble
des équipements et systèmes électriques et/ou électroniques nécessaires pour
assurer les fonctionnalités du cockpit et qui, auparavant, étaient répartis
entre
le cockpit et la zone inférieure dans laquelle se trouve la case de train.
Certains équipements et systèmes isolés peuvent néanmoins être
placés sous le module de cockpit pour diverses raisons.
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Les meubles 66 et 66' accueillent les équipements 150 qui sont par
exemple les coeurs électriques (boîtiers qui gèrent la puissance
électrique
provenant des sources électriques à bord de l'aéronef et qui constituent en
quelque sorte le centre de gestion et de distribution électrique) qui se
trouvaient avant sous le cockpit et des équipements électriques 154 associés à
ces coeurs électriques (ex : batteries, convertisseurs, régulateurs de
tension...).
Les équipements 150 du meuble 70 sont par exemple des calculateurs
avioniques qui sont installés après implantation du module de cockpit dans
l'aéronef, tout comme pour les équipements suspendus 154.
Les meubles transversaux 68 et 68' sont également des meubles à
étagères comportant des équipements électriques et/ou électroniques tels que
des disjoncteurs.
Les meubles 70 et 70' sont, quant à eux, des meubles dits à
oxygène . Ils contiennent notamment une réserve d'oxygène pour l'équipage
sous la forme d'une bouteille d'oxygène 162 (meuble 70 sur la figure 10a)
logée dans la partie supérieure du meuble, au-dessus de la plaque support
70b.
Les meubles latéraux de rangement 72, 72' servent par exemple à
ranger des affaires personnelles des pilotes et du matériel de sécurité
(masque
à oxygène, gant extincteur, kit de service...). En position fermée, la face
supérieure de ces meubles peut servir de support (étagère) pour divers
articles (boissons, plateau repas...).
On notera que le module de cockpit comprend également l'ensemble
des liens ou éléments de liaison (câbles...) entre les équipements électriques
et/ou électroniques d'un même sous-module et d'un sous-module à l'autre.
Le module comprend également (au sein d'un même sous-module et
d'un sous-module à l'autre) des éléments du système de ventilation (conduits
d'air, raccords.., non représentés) pour les équipements électriques et/ou
électroniques et l'habitacle (équipage).
Un certain nombre d'éléments dits satellites sont également présents
dans le module lors de sa construction, et ce, toujours pour gagner du temps
en phase d'intégration sur la chaine d'assemblage final.
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Ces éléments satellites sont fixés provisoirement à l'aide d'un outillage
composé principalement de bielles dans un agencement dit de pré-
positionnement (proche de la position définitive) afin de permettre le montage
du module dans l'aéronef.
Une fois que le module a été fixé à la structure primaire de fuselage,
l'outillage est retiré et les éléments satellites sont alors fixés
définitivement
dans leur position théorique.
Ces éléments satellites (fig.10a) sont par exemple :
- les planches de bord 170,
- les palonniers 172,
- les sièges pilotes 74, 74' (pour le verrouillage inférieur sur le
toit de
la case de train),
- l'ensemble des panneaux d'habillage 174 du cockpit.
La figure 11 illustre un mode de réalisation d'un procédé d'intégration
de la pointe avant d'aéronef 100 qui est représentée sur la figure 5.
Toutefois,
sur la figure 5, le module a été intégré et le plancher de cabine 112 s'arrête
au
niveau de l'arrière du module de cockpit.
Comme représenté sur la figure 11, avant intégration, le plancher de
cabine d'aéronef 112 s'arrête à distance de l'extrémité 100a de la pointe
avant
afin de dégager longitudinalement et en hauteur un espace suffisant pour y
déplacer le module de cockpit 50. La distance est par exemple d'environ deux
fois la longueur du module à implanter. Après intégration, le plancher sera
complété pour aboutir à l'agencement de la figure 5.
Avant de transporter le module 50 un outillage constitué
principalement de bielles est mis en place entre les deux sous-modules afin de
les bloquer l'un par rapport à l'autre.
Cet outillage est par exemple représenté en pointillés sur la figure 6
par un ensemble de bielles articulées Bi, B2, B3 qui forment un châssis
triangulé reliant les deux sous-modules, par exemple, les deux montants
structuraux des meubles 66, 66'.
Comme représenté sur la figure 11, le module de cockpit 50 est
acheminé à l'intérieur de la structure primaire 102 jusqu'à son emplacement
réservé situé au-dessus de la case de train 106.
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Pour ce faire, un pont roulant (non représenté) est mis en place avec
ses rails disposés à l'intérieur de la structure primaire 102 dans la partie
supérieure de celle-ci. Les rails sont fixés aux cadres de fuselage 104 et
s'étendent jusqu'à l'aplomb de l'emplacement réservé.
5 Le module de cockpit 50 est accroché par des câbles à des galets
montés sur les rails du pont roulant et est introduit dans l'espace supérieur
114 par l'extrémité arrière ouverte 100b de la pointe avant.
Le module 50 occupant la position 50(A) au-dessus du plancher de
cabine 112 est ensuite translaté vers l'extrémité avant 100a, comme indiqué
10 par les différentes flèches, en étant maintenu à distance de la partie
supérieure des cadres 104 et du plancher.
Le mouvement de translation est sensiblement horizontal (suivant
l'axe longitudinal X) avec un léger décroché vertical pour passer de la
position
intermédiaire 50(B) haute à la position intermédiaire 50(C) basse qui est
15 agencée en vis-à-vis de l'emplacement réservé.
Le passage à la position finale 50(0) est assuré par un simple
mouvement de translation horizontal.
Une fois installé en position au-dessus de la case de train 106, le
module de cockpit 50 est fixé à la structure primaire 102 (cadres 104 et case
20 106) grâce à un ensemble de bielles.
Cet ensemble de bielles comprend les bielles intégrés aux sous-
modules, notamment pour le sous-module 60 (et de façon identique pour le
sous-module 60'), les bielles 98a-c, 68a-c, 70e-h, ainsi que les bielles
externes 132, 134, 136 et les bielles 190, 192 (figures 9 et 10a).
Grâce à ces bielles de montage, le module 50 est fixé de manière
isostatique à la structure primaire de fuselage, ce qui facilite l'opération
de
fixation par rapport à un montage de type hyperstatique.
Par ailleurs, en intégrant directement des éléments de fixation (ex :
bielles) aux meubles et divers éléments composant le module, le nombre
d'éléments de fixation externes est fortement réduit. Ceci simplifie la
fixation
du module sur la chaine d'assemblage et donc réduit le temps d'intégration
global.
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On notera que pour des raisons de facilité d'installation, et notamment
afin d'avoir accès au-dessous du module de cockpit lors de son installation,
le
plancher de marche 80 peut ne pas être monté dans le module avant son
installation.
Après mise en place du module de cockpit 50 et fixation à la structure
primaire, le plancher 80 et l'escalier 82 solidaire du plancher sont rapportés
entre les deux sous modules.
La fixation du plancher 80 est par exemple réalisée au moyen de
cornières Cl, C2 fixées longitudinalement et de manière espacée de part et
d'autre du plancher (figure 6).
Lorsque le module 50 a été installé dans la pointe avant, les meubles
d'accueil des divers équipements (assurant les fonctions remplies par un
cockpit conventionnel) et la plupart de ces équipements (un nombre
prédéterminé d'équipements à intégrer dès la conception du module est
déterminé par avance en fonction de différents critères) font déjà partie
intégrante de la structure du module et n'ont donc pas besoin d'être
installés.
Il s'ensuit une forte réduction du temps d'intégration sur la chaîne
d'assemblage final.
L'équipement du module peut ensuite être complété avec certains
équipements électriques et/ou électroniques (ex : calculateurs avioniques) qui
sont mis en place sur certaines étagères des meubles.
Les équipements adjoints au module sont connectés entre eux et avec
les équipements et systèmes électriques et/ou électroniques (ainsi que les
éléments de systèmes de ventilation tels que conduits, raccords...) qui
étaient
préalablement intégrés dans le module. Tous les liens nécessaires
(électricité,
air) à l'intérieur du module entre les différents éléments ont été préétablis
avant l'installation du module, ce qui représente un gain de temps
considérable sur la chaîne d'assemblage final.
Ensuite, le module est
globalement connecté aux systèmes électriques et/ou électroniques et de
ventilation prévus sur la structure primaire de fuselage de l'aéronef via des
éléments d'interface déjà présents dans le module.
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La figure 12 illustre une variante de réalisation de la pointe avant de la
figure 6.
La pointe avant 200 de la figure 12 est identique à la pointe avant 100
pour les parties qui ne seront pas à nouveau décrites ci-dessus. Les parties
identiques conservent, quant à elles, les mêmes références.
Dans cette variante, des éléments de liaison mécanique transversaux
202 (ex : traverses) qui ne sont aptes à travailler qu'en traction s'étendent
horizontalement sans interruption au-dessus de la case 106 entre deux points
opposés du même cadre 104. Des bielles transversales obliques 204 relient les
portiques de renforcement aux cadres 104.
Comme les éléments de liaison 202 ne travaillent pas en flexion leur
hauteur peut être réduite par rapport à des traverses de plancher
conventionnelles. Ceci permet d'abaisser le plancher de marche du module de
cockpit 250 par rapport à l'altitude du plancher 20 des figures 1 et 2. Comme
ces éléments 202 sont au-dessus des portiques et non dans leur alignement, il
n'est toutefois pas possible d'abaisser le plancher de marche suivant la même
hauteur que sur la figure 6. Le volume du module 250 est donc moins agrandi
que celui du module 50. Toutefois, sa structure est sensiblement la même. Les
meubles 66 et 66' sont par exemple moins haut dans le module 250 et
l'étagère basse de ces meubles peut être rehaussée afin que les équipements
suspendus n'interfèrent pas avec les traverses 202.
La figure 13 illustre un deuxième mode de réalisation d'une pointe
avant d'aéronef 300 dans laquelle le cockpit d'aéronef n'est pas réalisé sous
la
forme d'un module conformément à ce qui a été décrit ci-dessus. Sur cette
figure seuls les éléments qui sont modifiés par rapport aux figures
précédentes
portent des références différentes.
Ce cockpit d'aéronef 302 comporte un plancher de marche 304 abaissé
par rapport au plancher de cabine 112, ce qui lui permet de tirer profit de
toutes les caractéristiques et avantages mentionnés ci-dessus lors de la
description de la figure 5.
Ce cockpit comporte également un escalier 306 pour entrer et sortir du
cockpit. Comme représenté, l'escalier ne comporte qu'une marche. Toutefois,
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selon la géométrie de l'espace interne de l'aéronef et les besoins
d'intégration
l'escalier peut comporter plus d'une marche.
Le cockpit comprend également des meubles et équipements
conventionnels 308 qui sont mis en place élément par élément lors de la
phase d'intégration et non avant comme pour le premier mode de réalisation.
,
